1、鄂鋼職大維修電工技師培訓任課教師簡介任課教師簡介 主要內容及時間安排主要內容及時間安排I、 晶閘管簡介（2）II、 可控整流電路（3）III、斬波器與交流調壓器（2）IV、逆變電路（3）V、 晶閘管中頻電源裝置及其調試（2）維修電工技師培訓 課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 I 晶閘管簡介晶閘管簡介 晶閘管是一種大功率的可控半導體器件。普通型晶閘管具有反向阻斷特性，故又稱為逆阻型晶閘管。近幾年來，晶閘管技術發展很快，出現了許多派生型晶閘管，如快速型（FST） 、雙向型（TRIAC） 、關斷型和逆導型（RCT）和光控晶閘管（LATT）等晶閘管。 晶閘管具有體積小、重量

2、輕、效率高、壽命長、控制靈敏、操作方便、維護簡單等優點。 晶閘管廣泛應用于可控整流、逆變、斬波、調壓及無觸點開關等大功率的電能轉換和自動控制領域。維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 1、 晶閘管的結構晶閘管的結構 具有四層PNPN結構、三端引出線(A、K、G)的器件。常見的外形有兩種：螺栓型和平板型。維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 內部結構、等效電路和符號 維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 2、晶閘管的工作原理、晶閘管的工作原理 2.1 2.1、晶閘管工作原理的實

3、驗說明、晶閘管工作原理的實驗說明 由電源、晶閘管的陽極和陰極、白熾燈組成晶閘管主電路；由電源、開關S、晶閘管的門極和陰極組成控制電路（觸發電路）。 維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 通過上述實驗可知，晶閘管導通必須同時具備兩個條件:（1）晶閘管主電路加正向電壓。（2）晶閘管控制電路加合適的正向電壓。 晶閘管一旦導通，門極即失去控制作用，故晶閘管為半控型器件。為使晶閘管關斷，必須使其陽極電流減小到一定數值以下，這只有通過使陽極電壓減小到零或反向的方法來實現。維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 2.2 2、晶閘管

4、工作原理的等效電路說明、晶閘管工作原理的等效電路說明 當晶閘管陽極承受正向電壓，控制極也加正向電壓時，形成了強烈的正反饋，正反饋過程如下： IGIB2IC2(IB1)IC1IB2 RNPNPNPAGSKEGIGEAIKIc2Ic1IAV1V2P1AGKN1P2P2N1N2a)b)維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 晶閘管導通之后，它的導通狀態完全依靠管子本身的正反饋作用來維持，即使控制極電流消失，晶閘管仍將處于導通狀態。因此，控制極的作用僅是觸發晶閘管使其導通，導通之后，控制極就失去了控制作用。要想關斷晶閘管可采用的方法有:將陽極電源斷開；改變晶閘管的

5、陽極電壓的方向，即在陽極和陰極間加反向電壓。 維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 3 、 晶閘管的特性晶閘管的特性 3.1 3.1、晶閘管的伏安特性、晶閘管的伏安特性 晶閘管的伏安特性是晶閘管陽極與陰極間電壓UAK和晶閘管陽極電流IA之間的關系特性。維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 （1）正向特性 在門極電流IG=0情況下，晶閘管處于斷態，只有很小的正向漏電流；隨著正向陽極電壓的增加，達到正向轉折電壓UBO時，漏電流突然劇增，特性從正向阻斷狀態突變為正向導通狀態。正常工作時，不允許把正向電壓加到轉折值UBO，

6、而是從門極輸入觸發電流IG，使晶閘管導通。門極電流愈大陽極電壓轉折點愈低。晶閘管正向導通后，要使晶閘管恢復阻斷，只有逐步減少陽極電流。當IA小到等于維持電流IH時，晶閘管由導通變為阻斷。維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 （2）反向特性 是指晶閘管的反向陽極電壓與陽極漏電流的伏安特性。晶閘管的反向特性與一般二極管的反向特性相似。當晶閘管承受反向陽極電壓時，晶閘管總是處于阻斷狀態。當反向電壓增加到一定數值時，反向漏電流增加較快。再繼續增大反向陽極電壓，會導致晶閘管反向擊穿，造成晶閘管的損壞。維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學

7、單片機工作室 3.23.2、晶閘管的開關特性 晶閘管的開關特性如圖所示。維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 晶閘管開關特性的說明 第一段延遲時間td。陽極電流上升到10所需時間，此時J2結仍為反偏，晶閘管的電流不大。 第二段上升時間tr，陽極電流由0.1上升到0.9所需時間，這時靠近門極的局部區域已經導通，相應的J2結已由反偏轉為正偏，電流迅速增加。 通常定義器件的開通時間ton為延遲時間td與上升時間tr之和。即 ton=td+tr維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 電源電壓反向后，從正向電流降為零起到能重新

8、施加正向電壓為止定義為器件的電路換向關斷時間toff。反向阻斷恢復時間trr與正向阻斷恢復時間tgr之和。 toff=trr+tgr 維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 4 、 晶閘管的主要參數晶閘管的主要參數 4.1、額定電壓、額定電壓UTn（1）正向重復峰值電壓UDRM 在控制極斷路和正向阻斷條件下，可重復加在晶閘管兩端的正向峰值電壓。規定此電壓為正向不重復峰值電壓UDSM的80%維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 （2）反向重復峰值電壓URRM 在控制極斷路時，以重復加在晶閘管兩端的反向峰值電壓。此電壓取

9、反向不重復峰值電壓URSM的80%。維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 晶閘管的額定電壓則取UDRM和URRM的較小值且靠近標準電壓等級所對應的電壓值。 選擇管子的額定電壓UTn應為晶閘管在電路中可能承受的最大峰值電壓的23倍。維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 4.2、額定電流、額定電流IT(AV) 是指：在環境溫度為+140度和規定的散熱條件下，晶閘管在電阻性負載時的單相、工頻（50Hz）、正弦半波（導通角不小于170度）的電路中，結溫穩定在額定值125度時所允許的通態平均電流。 注意：晶閘管是以電流的平均

10、值而非有效值作為它的電流定額，這是因為晶閘管較多用于可控整流電路，而整流電路往往按直流平均值來計算。維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 它的通態平均電流IT(AV)和正弦電流最大值Im之間的關系表示為： 正弦半波電流的有效值為： 式中 Kf為波形系數 m0mT(AV)1)(sin21IttdIIm02mT21)()sin(21ItdtII57. 1)T(AVTfIIK維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 流過晶閘管的電流波形不同，其波形系數也不同，實際應用中，應根據電流有效值相同的原則進行換算，通常選用晶閘管時，

11、電流選擇應取(1.52)倍的安全裕量。維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 4.3、維持電流IH 在室溫和門極斷路時，晶閘管已經處于通態后，從較大的通態電流降至維持通態所必須的最小陽極電流。 4.4、擎住電流IL 晶閘管從斷態轉換到通態時移去觸發信號之后，要器件維持通態所需要的最小陽極電流。對于同一個晶閘管來說，通常擎住電流IL約為維持電流IH的(24)倍。維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 4.5、門極觸發電流IGT 在室溫且陽極電壓為6V直流電壓時，使晶閘管從阻斷到完全開通所必需的最小門極直流電流。4.6、門

12、極觸發電壓UGT 對應于門極觸發電流時的門極觸發電壓。觸發電路給門極的電壓和電流應適當地大于所規定的UGT和IGT上限，但不應超過其峰值IGFM 和 UGFM。維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 4.7、斷態電壓臨界上升率du/ dt 在額定結溫和門極斷路條件下，不導致器件從斷態轉入通態的最大電壓上升率。過大的斷態電壓上升率會使晶閘管誤導通。 4.8、通態電流臨界上升率di / dt 在規定條件下，由門極觸發晶閘管使其導通時，晶閘管能夠承受而不導致損壞的通態電流的最大上升率。在晶閘管開通時，如果電流上升過快，會使門極電流密度過大，從而造成局部過熱而使晶

13、閘管損壞。維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 5、 晶閘管的派生元件晶閘管的派生元件 快速晶閘管 雙向晶閘管 逆導晶閘管 光控晶閘管維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室5.1、快速晶閘管（FST） 快速晶閘管的外觀、符號、基本結構、伏安特性與普通晶閘管相同。另有如下特點：（1）通/斷時間較普通晶閘管短（一般開通時間為1 2，關斷時間為幾至幾十個；（2）開關損耗小；（3）有較高的電流和電壓上升率。通態電流臨界上升率di/dt 100A/、斷態電壓臨界上升率du/dt 100V/；（4）允許使用頻率在幾十至幾千之間。

14、維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室5.2、雙向晶閘管（TRIAC） 雙向晶閘管從結構和特性來說，都可以看成是一對反向并聯的普通晶閘管。在主電極的正、反兩個方向均可用交流或直流電流觸發導通。維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 雙向晶閘管在第和第象限有對稱的伏安特性。維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 5.3、逆導晶閘管（RCT） 逆導晶閘管是將一個晶閘管與一個二極管反并聯集成在同一硅片上而構成的器件，它具有反向導通的能力。 逆導晶閘管的工作原理與普通晶閘管相同，即用正的門

15、極信號來實現器件開通。 在逆導晶閘管的電路中，晶閘管（正半周）與二極管（負半周）交替工作。維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室逆導晶閘管的二個重要參數 額定電流: 晶閘管電流/二極管電流用于逆變器時，電流比在2：11：1之間;用于斬波器時，電流比為3：1 反向恢復電流下降率: di/dt 此值越大，元件換流能力越強，使用中需保證不超過元件規定的值維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室5.4、光控晶閘管（LATT） 光控晶閘管是一種以光信號代替電信號來進行觸發導通的特殊晶閘管； 激光是光控晶閘管的理想光源。對小功率光控

16、晶閘管，也可用白熾燈、太陽光等作為觸發光源； 光觸發與電觸發相比，具有抗噪波干擾、主電路與控制電路間高度絕緣、重量輕、體積小等優點。維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室II 可控整流電路可控整流電路一、單相半波可控整流電路（一、單相半波可控整流電路（電阻性負載）1、電路結構和工作原理、電路結構和工作原理 維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 33 變壓器Tr起變換電壓和隔離的作用。 在電源電壓正半波，晶閘管承受正向電壓，在t=處觸發晶閘管，晶閘管開始導通；負載上的電壓等于變壓器輸出電壓u2。在t=時刻，電源電壓過零

17、，晶閘管電流小于維持電流而關斷，負載電流為零。 在電源電壓負半波，uAK0，晶閘管承受反向電壓而處于關斷狀態，負載電流為零，負載上沒有輸出電壓，直到電源電壓u2的下一周期。直流輸出電壓ud和負載電流id的波形相位相同。維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 通過改變觸發角的大小，直流輸出電壓ud的波形發生變化，負載上的輸出電壓平均值發生變化，顯然=180時，Ud=0。由于晶閘管只在電源電壓正半波內導通，輸出電壓ud為極性不變但瞬時值變化的脈動直流，故稱“半波”整流。維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 幾個名詞： （

18、1）觸發角與導通角 觸發角也稱觸發延遲角或控制角，是指晶閘管從承受正向電壓開始到導通時止之間的電角度。 導通角，是指晶閘管在一周期內處于通態的電角度。（2） 移相與移相范圍 移相是指改變觸發脈沖ug出現的時刻，即改變控制角的大小。 移相范圍是指觸發脈沖ug的移動范圍，它決定了輸出電壓的變化范圍。單相半波可控整流器電阻性負載時的移相范圍是0180。維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 2、基本數量關系、基本數量關系（1）直流輸出電壓平均值Ud與輸出電流平均值Id 直流輸出電壓平均值Ud: 輸出電流平均值Id:2cos145. 02cos12 dsin221

19、222dUUttUU2cos10.45 2ddRURUI維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 （2）輸出電壓有效值U與輸出電流有效值I 輸出電壓有效值U: 輸出電流有效值I:22sin41 d2sin22122UttUU22sin412RURUI維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 （3）晶閘管電流有效值和變壓器二次側電流有效值 單相半波可控整流器中，負載、晶閘管和變壓器二次側流過相同的電流，故其有效值相等，即：22sin4122TRUIII維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作

20、室 （4）功率因數cos 整流器功率因數是變壓器二次側有功功率與視在功率的比值式中 P變壓器二次側有功功率，P=UI=I2R S變壓器二次側視在功率，S=U2I2 （5）晶閘管承受的最大正反向電壓Um晶閘管承受的最大正反向電壓Um是相電壓峰值。22sin41cos222IUUISP22mUU維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 二、單相半波可控整流電路二、單相半波可控整流電路（阻感性負載）1、電路的結構、電路的結構 阻感性負載的等效電路可用一個電感和電阻的串聯電路來表示。維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 2、工

21、作原理、工作原理 （1）在t=0期間：晶閘管陽-陰極間的電壓uAK大于零，此時沒有觸發信號，晶閘管處于正向關斷狀態，輸出電壓、電流都等于零。 （2）在t=時刻，門極加觸發信號，晶閘管觸發導通，電源電壓u2加到負載上，輸出電壓ud= u2 。由于電感的存在，負載電流id只能從零按指數規律逐漸上升。 （3）在t=t1 t2期間：輸出電流id 從零增至最大值。在id的增長過程中，電感產生的感應電勢力圖限制電流增大，電源提供的能量一部分供給負載電阻，一部分為電感的儲能。 課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室（4）在t=t2 t3期間：負載電流從最大值開始下降，電感電壓改變方向，

22、電感釋放能量，企圖維持電流不變。（5）在t=時，交流電壓u2過零，由于感應電壓的存在，晶閘管陽極、陰極間的電壓uAK仍大于零，晶閘管繼續導通，此時電感儲存的磁能一部分釋放變成電阻的熱能，另一部分磁能變成電能送回電網，電感的儲能全部釋放完后，晶閘管在u2 反壓作用下而截止。直到下一個周期的正半周，即t=2+時，晶閘管再次被觸發導通，如此循環不已。 維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 3、數量關系、數量關系直流輸出電壓平均值Ud為從Ud的波形可以看出，由于電感的存在，電源電壓由正到負過零點也不會關斷，輸出電壓出現了負波形，輸出電壓和電流的平均值減??；當大電

23、感負載時輸出電壓正負面積趨于相等，輸出電壓平均值趨于零，則id也很小。所以，實際的大感電路中，常常在負載兩端并聯一個續流二極管。)(sin2212ttdUUd課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室三、單相半波可控整流電路（阻感性三、單相半波可控整流電路（阻感性負載加續流二極管）負載加續流二極管） 1、電路結構、電路結構 電感性負載加 續流二極管的 電路如圖所示。 2、工作原理、工作原理 在電源電壓正半波，電壓u20，晶閘管uAK0。在t=處觸發晶閘管，使其導通，形成負載電流id，負載上有輸出電壓和電流，此間續流二極管VD承受反向陽極電壓而關斷。 在電源電壓負半波，電感感應

24、電壓使續流二極管VD導通續流，此時電壓u2 0， u2通過續流二極管VD使晶閘管承受反向電壓而關斷，負載兩端的輸出電壓為續流二極管的管壓降，如果電感足夠大，續流二極管一直導通到下一周期晶閘管導通，使id連續，且id波形近似為一條直線。課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 以上分析可看出，電感性負載加續流二極管后，輸出電壓波形與電阻性負載波形相同，續流二極管可起到提高輸出電壓的作用。在大電感負載時負載電流波形連續且近似一條直線，流過晶閘管的電流波形和流過續流二極管的電流波形是矩形波。 對于電感性負載加續流二極管的單相半波可控整流器移相范圍與單相半波可控整流器電阻性負載相同

25、，為0180，且有+=180。課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 3、基本數量關系、基本數量關系（1）輸出電壓平均值Ud與輸出電流平均值Id 輸出電壓平均值Ud 輸出電流平均值Id2cos145. 02cos122 dsin22212dUUttUU2cos10.45 dddRURUI課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室（2）晶閘管的電流平均值IdT與晶閘管的電流有效值IT 晶閘管的電流平均值IdT 晶閘管的電流有效值ITd2-dTIId2)(2d21TItdII課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 （3）續流二極管的電流

26、平均值IdDR與續流二極管的電流有效值IDR （4）晶閘管和續流二極管承受的最大正反向電壓 晶閘管和續流二極管承受的最大正反向電壓均為電源電壓的峰值。 ddDR2IId02dDR2)(21ItdII2m2UU課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 單相半波可控整流器的優點是電路簡單，調整方便，容易實現。但整流電壓脈動大，每周期脈動一次。變壓器二次側流過單方向的電流，存在直流磁化、利用率低的問題，為使變壓器不飽和，必須增大鐵心截面，這樣就導致設備容量增大。 課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室四、單相橋式全控整流電路（電阻性四、單相橋式全控整流電路（

27、電阻性負載）負載） 1、電路結構、電路結構 用四個晶閘管，兩只晶閘管接成共陰極，兩只晶閘管接成共陽極，每一只晶閘管是一個橋臂。 2、工作原理、工作原理 （1）在u2正半波的（0）區間： 晶閘管VT1、VT4承受正壓，但無觸發脈沖。四個晶閘管都不通。假設四個晶閘管的漏電阻相等，則uT1.4= uT2.3=1/2 u2。 （2）在u2正半波的t=時刻： 觸發晶閘管VT1、VT4使其導通。電流沿aVT1RVT4bTr的二次繞組a流通，負載上有電壓（ud=u2）和電流輸出，兩者波形相位相同且uT1.4=0。此時電源電壓反向施加到晶閘管VT2、VT3上，使其承受反壓而處于關斷狀態，則uT2.3=1/2

28、u2。晶閘管VT1、VT4直導通到t=為止，此時因電源電壓過零，晶閘管陽極電流下降為零而關斷。課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 （3）在u2負半波的（+）區間： 晶閘管VT2、VT3承受正壓，因無觸發脈沖，VT2、VT3處于關斷狀態。此時，uT2.3=uT1.4= 1/2 u2。（4）在u2負半波的t=+時刻： 觸發晶閘管VT2、VT3，元件導通，電流沿bVT3RVT2aTr的二次繞組b流通，電源電壓沿正半周期的方向施加到負載電阻上，負載上有輸出電壓（ud=-u2）和電流，且波形相位相同。此時電源電壓反向加到晶閘管VT1、VT4上，使其承受反壓而處于關斷狀態。晶閘管

29、VT2、VT3一直要導通到t=2為止，此時電源電壓再次過零，晶閘管陽極電流也下降為零而關斷。晶閘管VT1、VT4和VT2、VT3在對應時刻不斷周期性交替導通、關斷。 課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 單相橋式整流器電阻性負載時的移相范圍是0180。=0時，輸出電壓最高；=180時，輸出電壓最小。晶閘管承受最大正反向電壓Um是相電壓峰值。 負載上正負兩個半波內均有相同方向的電流流過，從而使直流輸出電壓、電流的脈動程度較前述單相半波得到了改善。變壓器二次繞組在正、負半周內均有大小相等、方向相反的電流流過，從而改善了變壓器的工作狀態，并提高了變壓器的有效利用率。 課件制作

30、：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 2. 基本數量關系基本數量關系（1）輸出電壓平均值Ud與輸出電流平均值Id 輸出電壓平均值Ud為 輸出電流平均值Id為2cos19 . 02cos122 dsin21222dUUttUU2cos19 . 02ddRURUI課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室（2）輸出電壓有效值U（3）輸出電流有效值I與變壓器二次側電流I2 輸出電流有效值I與變壓器二次側電流I2相同為 2sin21dsin22122UttUU2sin2122RURUII課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室（4）晶閘管的電流平均

31、值IdT與晶閘管電流有效值IT （5） 功率因數cos 顯然功率因數與相關，=0時，cos=1。 ddT21II22T2122sin41IRUI2sin21cos2IUUISP課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室五、單相橋式全控整流電路（五、單相橋式全控整流電路（阻感性性負載）負載） 1 1、電路結構、電路結構 電感的感應電勢使輸出電壓波形出現負波。輸出電流是近似平直的，晶閘管和變壓器副邊的電流為矩形波。 2 2、工作原理、工作原理 （1）在u2正半波的（0）區間： 晶閘管VT1、VT4承受正壓，但無觸發脈沖，處于關斷狀態。假設電路已工作在穩定狀態，則在0區間由于電感釋

32、放能量，晶閘管VT2、VT3維持導通。 （2）在u2正半波的t=時刻及以后： 在t=處觸發晶閘管VT1、VT4使其導通，電流沿aVT1LRVT4bTr的二次繞組a流通，此時負載上有輸出電壓（ud=u2）和電流。電源電壓反向加到晶閘管VT2、VT3上，使其承受反壓而處于關斷狀態。課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室 （3）在u2負半波的（+）區間： 當t=時，電源電壓自然過零，感應電勢使晶閘管VT1、VT4繼續導通。在電壓負半波，晶閘管VT2、VT3承受正壓，因無觸發脈沖，VT2、VT3處于關斷狀態。 （4）在u2負半波的t=+時刻及以后： 在t=+處觸發晶閘管VT2、V

33、T3使其導通，電流沿bVT3LRVT2aTr的二次繞組b流通，電源電壓沿正半周期的方向施加到負載上，負載上有輸出電壓 （ud=-u2）和電流。此時電源電壓反向加到VT1、VT4上，使其承受反壓而變為關斷狀態。晶閘管VT2、VT3一直要導通到下一周期t=2+處再次觸發晶閘管VT1、VT4為止。 從波形可以看出90輸出電壓波形正負面積相同，平均值為零，所以移相范圍是090?？刂平窃?90之間變化時，晶閘管導通角，導通角與控制角無關。晶閘管承受的最大正、反向電壓 Um = 22U3、 基本數量關系基本數量關系（1）輸出電壓平均值Ud（2）輸出電流平均值Id和變壓器副邊電流I2 cos9 . 0cos

34、22 dsin21222dUUttUU2ddIRUI（3）晶閘管的電流平均值IdT 由于晶閘管輪流導電，所以流過每個晶閘管的平均電流只有負載上平均電流的一半。 （4）晶閘管的電流有效值IT 與通態平均電流 IT(AV) ddT21IIdT21II)25 . 1 (57. 1TT(AV)II 六、單相橋式全控整流電路（反電勢負載）六、單相橋式全控整流電路（反電勢負載） （1）反電勢電阻負載的特點是： 當整流電壓的瞬時值ud小于反電勢E 時，晶閘管承受反壓而關斷，這使得晶閘管導通角減小。晶閘管導通時，ud=u2， 晶閘管關斷時，ud=E。與電阻負載相比晶閘管提前了電角度停止導電，稱作停止導電角。

35、22arcsinUEREuidd 若 時，觸發脈沖到來時，晶閘管承受負電壓，不可能導通。為了使晶閘管可靠導通，要求觸發脈沖有足夠的寬度，保證當晶閘管開始承受正電壓時，觸發脈沖仍然存在。這樣，相當于觸發角被推遲，即=。（2）反電勢電感性負載的情況 若負載為直流電動機時，此時負載性質為反電動勢電感性負載，電感不足夠大，輸出電流波形仍然斷續。在負載回路串接平波電抗器可以減小電流脈動，如果電感足夠大，電流就能連續，在這種條件下其工作情況與電感性負載相同。 單相全控橋式整流器主要適用于4kW左右的應用場合，與單相半波可控整流器相比，整流電壓脈動減小，每周期脈動兩次。變壓器二次側流過正反兩個方向的電流，不

36、存在直流磁化，利用率高。 七、單相橋式半控整流電路七、單相橋式半控整流電路 1、電路結構、電路結構 將單相橋式全控整流電路中的兩個晶閘管用大功率整流二極管代替 2、工作原理、工作原理 若是感性負載，當u2在正半周時，在t處給晶閘管VT1加觸發脈沖，VT1導通后，電流從u2正端VT1LRVD4u2負端向負載供電。u2過零變負時，因電感L的作用使電流連續，VT1繼續導通。但a點電位低于b點，使電流從VD4轉移至VD2，VD4關斷，電流不再流經變壓器二次繞組，而是經VT1和VD2續流，則ud=0。 在u2負半周t+時刻觸發VT3使其導通，則向VT1加反壓使之關斷，u2經VT3LRVD2u2端向負載供

37、電。u2過零變正時，VD4導通，VD2關斷。VT3和VD4續流，ud又為零。此后重復以上過程。 上述電路具有自續流能力，但實用中還需要加設續流二極管VD，以避免可能發生的失控現象。 單相橋式半控整流電路的另一種接法如下圖，這樣可省去續流二極管1.5 晶閘管的門極驅動及簡易觸發電路晶閘管的門極驅動及簡易觸發電路1.5.1 晶閘管的門極驅動晶閘管的門極驅動一、對觸發電路的要求一、對觸發電路的要求（1）觸發信號可為直流、交流或脈沖電壓；（2）觸發脈沖應有足夠的功率；（3）觸發脈沖應有一定的寬度，脈沖的前沿應盡可能陡；（4）觸發脈沖必須與晶閘管的陽極電壓同步，脈沖移相范圍必須滿足電路要求。 二、常用的

38、觸發脈沖信號二、常用的觸發脈沖信號 （a）為正弦波觸發脈沖信號。前沿不陡，觸發準確性差，僅用在觸發要求不高的場合； （b）尖脈沖。生成較容易，電路簡單，也用于觸發要求不高的場合； （c）矩形脈沖； （d）強觸發脈沖。前沿陡，寬度可變，有強觸發功能，適用于大功率場合； （e）雙窄脈沖。有強觸發功能，變壓器耦合效率高，用于控制精度較高，感性負載的裝置； （f）脈沖列。具有雙窄脈沖的優點，應用廣泛。三、脈沖電路與晶閘管的連接方式、脈沖電路與晶閘管的連接方式 1.直接連接：直接連接：操作不安全，主電路干擾觸發電路。 2.光耦合器連接：光耦合器連接：輸入和輸出間電隔離，絕緣性能好，抗干擾能力強。3.脈沖

39、變壓器耦合連接：脈沖變壓器耦合連接：有良好的電氣絕緣。 維修電工技師培訓課件制作：鄂州大學單片機工作室課件制作：鄂州大學單片機工作室1.5.2 晶閘管的簡易移相觸發電路晶閘管的簡易移相觸發電路一、幾種簡易移相觸發實用電路一、幾種簡易移相觸發實用電路二、單結晶體管觸發電路二、單結晶體管觸發電路1、單結晶體管、單結晶體管 單結晶體管的結構、等效電路、圖形符號及外形2、單結晶體管自激振蕩電路、單結晶體管自激振蕩電路3、單結晶體管同步觸發電路、單結晶體管同步觸發電路1.6.1 功率二極管的型號和選擇原則功率二極管的型號和選擇原則1、功率二極管的型號、功率二極管的型號2.功率二極管的選擇原則功率二極管的

40、選擇原則（1）選擇額定正向平均電流的原則）選擇額定正向平均電流的原則 在規定的室溫和冷卻條件下，只要所選管子的額定電流有效值大于管子在電路中實際可能通過的最大電流有效值 即可。考慮元件的過載能力，實際選擇時應有1.52倍的安全裕量。計算公式為：DI57. 1)25 . 1 (DdDII（2）選擇額定電壓的原則）選擇額定電壓的原則 選擇功率二極管的反向重復峰值電壓等級（額定電壓）的原則應為管子在所工作的電路中可能承受的最大反向瞬時值電壓 的23倍，即DMU)32(RRMUDMU1.6.2 晶閘管的型號、選擇原則和簡單測晶閘管的型號、選擇原則和簡單測試試1、普通晶閘管的型號2、普通晶閘管的選擇原則、普通晶閘管的選擇原則（1）選擇額定電流的原則）選擇額定電流的原則 在規定的室溫和冷卻條件下，只要所選管子的額定電流有效值大于等于管子在電路中實際可能通過的最大電流有效值 即可?？紤]元件的過載能力，實際選擇時應有1.52倍的安全裕量。計算公式為： 然后取相應標準系列值。57. 1)25 . 1 (TMT(AV)IITMI（2）選擇額定電壓的原則）選擇額定電壓的原則 選擇普通晶閘管額定電壓的原則應為管子在所工作的電路中可能承受的最大反向瞬時值 電壓的23倍，即 然后取相應標準系列值。TMU)32(TnUTM